Chromatografia to technika analityczna lub preparatywna służąca do rozdzielania lub badania składu mieszanin związków chemicznych. Ze względu na przeznaczenie chromatografy dzielimy na: laboratoryjne, procesowe (są częścią instalacji), przenośne (służą do oznaczeń polowych). Chromatografia gazowa(GS) to anal tech chroma, w której fazą nośną jest gaz (najczęściej hel, argon, wodór). Technika ta umożliwia procentowe ustalenie składu mieszanin związków chemicznych( np w ochronie środowiska określenie stężenia zaniecz w glebie, powietrzu czy wodzie), w których występuje ich nawet kilkaset. Stosując klasyczną detekcję umożliwia przybliżoną identyfikację składników mieszaniny, pełną identyfikację z detektorem masowym. Metoda ta jest oparta na rozdzielaniu mieszanin na długich i cienkich kolumnach z odpowiednim wypełnieniem stałym następnie detekcji stężenia kolejno wychodzących związków na wylocie kolumny. Mechanizm rozdziału oparty jest na występowaniu oddziaływań międzycząsteczkowych między związkami rozdzielanych mieszanin i wypełnieniem kolumn. Oddziaływania te hamują przepływ związków chemicznych przez kolumnę. Czym są one silniejsze, tym czas przejścia związku chemicznego przez kolumnę jest dłuższy. Czas przejścia danego związku chemicznego przez całą kolumnę jest nazywany czasem retencji. Budowa chrom. gazowej: zbiornik gazu, dozownik, kolumna, detektor i rejestrator. Dozowniki- metoda chromatografii gazowej stosowana jest do oznaczenia subs. w formie gazu lub par, które można przeprowadzić w stan gazu (powyżej 400 C). Podział kolumn: analityczne, mikropakowane i preparatywne, kolumny różnią się miedzy sobą przede wszystkim rozmiarami. Kol analityczne stosowane są do oznaczeń danych składników (rurki metalowe o śr 2-6mm i dł. 0,5-3m w kształcie zwojów, w których znajduje się absorbent). Kol mikropakowanane o śr 0,8-1,2mm dł. do kilkunastu m, kol preparatywne śr 2,5-5cm dl. 1-16m. Wszystkie kolumny mają kształt spirali, zbudowane ze stali nierdzewnej, szkła, miedzi, teflonu czy aluminium. Wypełnienia kolumn absorpcyjnej chromatografii gazowej: abs węglowe, żele krzemionkowe, sita molekularne, polimery porowate. Detektor w chromatografie gazowym mierzy stężenie wypływających związków w eluencie. Rodzaje detektorów: termokonuktometryczne(TCD), płomieniowo-jonizacyjne(FID), płomieniowo-fotometryczne (FPD), wychwytu elektronów(ECD), termojonowe(NPD). Rejestratorem jest komputer, który przetwarza wyniki na wykresie zwanym chromatogramami. Chrom. podziałowa- wypełnienie kolumn, których fazą stacjonarną jest ciecz. Cechy f. ciekłej: chemiczna obojętność, brak właściwości absorpcyjnych, rozwinięta powierzchnia w normie, jednolitość ziaren, dobra odporność mechaniczna i termiczna. Cechy f ciekłej stac:dobra rozpuszczalność oznaczanej subs, termiczna stabilność, mała lepkość, duża selektywność w stosunku do składników mieszaniny. Fazy stacjonarne stosowane w chrom gazowej: f niepolarne, średniopolarne i polarne.
chromatografia cienkowarstwowa - w której fazę rozdzielczą stanowi cienka warstwa żelu naniesiona na sztywną płytkę. Na tak spreparowaną płytkę nanosi się próbkę roztworu, po czym na skutek działania sił kapilarnych, grawitacji lub pola elektrycznego następuje przepływ i rozdział mieszaniny; chromatografia bibułowa - w której fazę rozdzielczą stanowi pasek lub arkusz bibuły filtracyjnej lub specjalnego typu bibuły chromatograficznej; chromatografia kolumnowa - w której faza rozdzielcza jest umieszczona w specjalnej kolumnie, przez którą przepuszcza się następnie roztwór badanej mieszaniny. Przepływ roztworu przez kolumnę można wymuszać grawitacyjnie lub stosując różnicę ciśnień na wlocie i wylocie kolumny; chromatografia powinowactwa - w której odpowiednio spreparowana faza rozdzielcza jest zdolna do oddziaływań chemicznych o zmiennym powinowactwie wobec rozdzielanych substancji;
chromatografia jonowymienna - w której substancje oddziaływają ze złożem za pomocą oddziaływań jonowych. Chromatografia cieczowa rodzaj chem. techn. anal - w której eluentem jest ciecz, zwykle jakiś rozpuszczalnik. Istotą każdej chromatografii cieczowej jest rozdział analizowanej mieszaniny na poszczególne związki chemiczne poprzez przepuszczanie roztworu tej mieszaniny przez stałe lub żelowe złoża, co przypomina filtrację. Rodzaje chrom cieczowej: chrom cienkowarstwowa(TLC), kolumnowa(HPLC), elektroforeza. Budowa chrom cieczowego: *zbiornik fazy ruchomej( butle szklane wypełnione cieczą), *pompa(tłoczy rozpuszczalnik przez kolumne), *dozownik(jak w gazowej), *kolumna( na której zachodzi rozdzielenie mieszaniny subs: mikrokolumny, kol analityczne, preparatywne-dnie), *detektor, *rejestrator. Zadaniem kolumn jest rozdział składników w ilościach potrzebnych do dalszych badań o charakterze strukturalnym. Detektory( spektroskowe- UV, stałe, zmienne, VIS,IR,AAS; elektrochemiczne- amperometryczne, potencjometryczne, kulometryczne; i radioaktywacyjne) Faza ruchoma- cechy: wysoki stopień czystośći, odpowiednia zdolność rozpuszczenia próbki, odpowiednia trwałość w warunkach chromatografowania. W tej fazie może byc od 1 do kilku składników, proces elucji może odbywać sie metodami: izokratyczna(skład elementu może być jednakowy przez czas chromatografowania, 1 skł wystarczy) gradientowa (skład elementu zmienia się podczas chromatogr.- od 2 do 6 składników) Podział met. chrom w chrom cieczowej: ciecz-ciało stałe LSC; ciecz- ciecz; faza ciekła chemicznie;związana ze stałą HPLC; jonowymienna; powinowactwa.
Chromatografia jonowymienna to rodzaj cieczowej chromatografii kolumnowej. Jest to metoda preparatywna używana do wydzielenia z mieszaniny żądanej substancji. W tej metodzie chromatografii faza stacjonarna, złoże, jest obdarzona ładunkiem. Stanowi je zazwyczaj żywica jonowymienna, zawierająca obdarzone ładunkiem grupy funkcyjne, oddziałujące z przeciwnie naładowanymi grupami związków, które mają zostać zatrzymane przez nośnik: pozytywnie naładowany jonowymieniacz (anionit) wiąże aniony; negatywie naładowany jonowymieniacz (kationit) wiąże kationy. Związki związane z jonowymieniaczem mogą być wymyte z kolumny przez stopniową elucję, a także poprzez zmianę stężenia soli lub pH. Tego rodzaju chromatografii używa się do oddzielania takich związków jak aminokwasy, peptydy i białka. Chromatografia jonowymienna jest powszechnie stosowana do oczyszczania białek w systemie FPLC. Charakterystyka kolumn: punkt przebicia kolumny- jest wówczas, gdy w cieku pojawiają się jony wcześniej zatrzymywane na kolumnie; pojemność przebicia kolumny jest wyrażona ilością mvali, które dana kolumna może zatrzymać ilościowo do punktu przebicia w określonych warunkach; całkowita pojemność kolumn- to ilość mvali jonów, które w najkorzystniejszych warunkach reakcji mogą usunąć wszystkie jony z grup funkcyjnych jonitu. Izochora wymiany- zależność stosunku stężenia Na+ w wycieku/C/ do stężenia Na+ we wcieku/C/. Czynniki wpływające na całkowitą poj. kolumny: wielkość ziaren, stosunek wysokości do średnicy, szybkość przepływu. Regeneracja jonitu: wykonujemy poprzez usunięcie zatrzymanych jonów na jonicie, używamy przy tym HCl: R-SO3-Na+ +HCl powstaje R-SO3-H+ + NaCl przeprowadzamy do całkowitego usunięcia jonów, doprowadzenie wycieku z jonitu do pH obojetnego, usuniecie nadmiaru HCl z kolumny poprzez płukanie wodą. Regeneracja anionitu: RnN+Cl- + NaOH pows RnN+OH- +NaCl usuwamy HCl lub NaOH, aninit płuczemy wodą do pH obojętnego. Technika prowadzenia procesu wymiany jonowej na kolumnach: wymywania(najczęściej stosowana), rugowania i czołowa.